路橋改造加固及連接技術(shù)分析
2015-08-26
前言
近些年，隨著我國的交通工程不斷的發(fā)展中，尤其是推行拖掛運輸和集裝箱運輸后，重型車輛日益增多，現(xiàn)在相當(dāng)一部分公路橋梁已滿足不了使用要求，特別是上個世紀80年低以前修建的橋梁。由于設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)低，承載能力不足，寬度不夠，加之年久失修、維修養(yǎng)護不夠．相當(dāng)多的橋梁發(fā) 生不同程度的破損，正逐步成為危橋。因此，公路舊橋擴寬加固及連接成為必然，論文重點介紹了公路舊橋擴寬加固及連接技術(shù)。
橋梁加寬改建的必要性
我國正處于大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高峰．正在新建大量高等級公路與橋梁：與此同時，由于交通量的快速增長．大量既有公路和橋梁需要擴建或改建。早期修建的高速公路一般只有四車道．隨著經(jīng)濟的迅速 發(fā)展，許多高速公路交通量增長迅速．服務(wù)水平下降．必須進行加寬擴建。比如滬寧高速公路，原為雙向 四車道，投入運營不足5年，由于不能滿足交通需求，已擴建為雙向八車道。
隨著經(jīng)濟發(fā)展，交通量迅速增長，對于橋面寬度原本就不符合公路等級要求的舊橋，需要進行技術(shù)改建增加通行能力。為了提高橋梁通行能力．適應(yīng)路線加寬改建后的公路等級要求．需要將舊橋加以加寬改 建?？茖W(xué)、適用、經(jīng)濟合理的進行橋梁加寬改建，對節(jié)省投資和創(chuàng)造良好的社會經(jīng)濟效益意義重大。因此，對橋梁加固、改建、加寬進行深入研究，有十分重要的科研價值和現(xiàn)實意義。
橋梁加寬改建的形式與方法橋梁加寬的形式
橋梁加寬的形式主要分為兩種。
單惻加寬改建
加寬側(cè)舊橋需要調(diào)整橫坡。單側(cè)加寬改建和雙側(cè)加寬改建因調(diào)整橫坡，對于板、梁橋．一般需要先拆 卸加寬側(cè)舊橋的上部結(jié)構(gòu)．待墩、臺蓋梁頂面橫坡調(diào)整完后，再重新架設(shè)板梁。在橋梁下部施工期間，車輛的正常運營會受到干擾。
加寬側(cè)舊橋不需要調(diào)整橫坡，即橫坡沒有改變。中小橋可能為順應(yīng)路面的加鋪厚度，而抬高橋面設(shè)計線。由于單側(cè)加寬，舊橋需要拆除加寬一側(cè)的錐坡八字墻其他方面基本上沒有沖突．可以采用適當(dāng)?shù)恼w加寬連接方法。橋梁的整體受力情況較好．施工方便。
雙側(cè)加寬改建
對于中小橋．可能為順應(yīng)路面加鋪厚度而抬高橋面設(shè)計線；對于大 橋，橋梁隧道雙側(cè)加寬時，可按照原橋標(biāo)高不動，梁板不拆卸．而在兩側(cè)采用直接順接的方案．施工便利，造價節(jié)省。在橋梁下部加寬段 施工期間，對車輛正常運營基本無干擾。其缺點是新舊橋間有兩道連接縫．但通過上、下部結(jié)構(gòu)連接．技術(shù)上可以解決橋面縱縫問題。小橋多為重力式墩或薄壁墩，雙側(cè)加寬后．上、下部之間均采用結(jié)構(gòu)連接技術(shù)上無任何問題。
橋梁加寬的方法
增設(shè)鋼筋混凝土懸臂挑梁。該方法是最簡便的橋梁加寬改造方法，并可和其它橋梁上部構(gòu)造加固補強法一并使用。當(dāng)舊橋墩、臺及基礎(chǔ)完好、能夠滿足加寬后的承載要求時，可在對主要承重結(jié)構(gòu)的上部構(gòu)造進行合理的加固后．拆除兩側(cè)欄桿和人行道板，鑿除原橋面鋪裝層．通過重澆加強的鋼筋混凝土橋面鋪裝層或在墩臺上相應(yīng)增設(shè)人行道懸臂梁和車行道懸臂板，重新安裝人行道板和欄桿．從而達到加寬橋面之目的。
單邊新建橋梁的加寬改建法。當(dāng)原有公路路線是以單邊加寬進行改建．或原橋已成為交通要道的“瓶頸”．函待加寬，且不能中斷交通，或原橋棄之可惜，只能降低荷載標(biāo)準(zhǔn)使用等情況時，一般可在老橋的一側(cè)新建橋梁來加寬原有橋梁，以達到提高進行能力和滿足提高承載能力的目的。當(dāng)這樣加寬橋梁時，還 需要相應(yīng)地加寬橋梁墩臺．或靠近原有橋梁另外單獨建造一座與原有墩臺分離的新建加寬部分的墩臺。
增設(shè)邊梁或邊拱肋的加寬方法。除一 側(cè)(或兩側(cè)) 欄桿及人行道板后，在一側(cè)(或兩側(cè))增設(shè)邊梁(或邊拱肋)，實現(xiàn)加寬橋面的目的。
增設(shè)主(縱)梁或拱肋的加寬方法。這種方法一般用于需要加寬橋面．同時又需提高橋梁承載能力的舊橋。其特點是通過增加的主梁加寬橋面。且新主梁比原橋的要強勁，在參加荷載分配時將分配較多的荷載，從而使原橋主梁分配的荷載減少．達到提高承載力的目的。此加寬方法，需要同時加寬橋梁墩、臺及基礎(chǔ)或靠近原有橋梁另外單獨建造新加寬部分的墩臺。
注意問題
采用什么樣的加寬措施，要在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體情況因地制宜，對各種加寬方式進行綜合比較分析．最終確定合理的方案。
制定嚴格的施工程序，確保工程的順利實施．使得舊橋加寬改建對現(xiàn)有交通的影響程度最小．以達到提高通行能力．縮短交通封閉時間，節(jié)約資金的目的。
新舊橋上部結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量吻合，使新橋的剛度與舊橋基本相同，從而保證不會因為新舊橋梁的剛度不同，在新舊 橋連接處產(chǎn)生 的撓度差過大 ，產(chǎn)生縱向裂縫 。
橋面加寬是解決舊橋橋面寬度不足的有效途徑．但應(yīng)切實處理好新舊橋橋面連接的問題。
自由于舊橋己使用多年，舊橋的混凝土己充分收縮，自重作用下的徐變也已基本完成．所以加寬新增混凝土的自重、收縮、徐變等．在設(shè)計與計算時應(yīng)充分考慮，以免產(chǎn)生新舊混凝土的連接處開裂或變形不一致的情況。
新橋下部結(jié)構(gòu)在滿足受力要求的情況下．盡量增大新、舊橋梁之間的樁距減小對舊橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。
新舊橋梁的連接技術(shù)
“上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)均不連接”的方式。該方式的優(yōu)點有：加寬橋與原橋各受力明確、互不影響，簡化了施工程序。減小了連接的施工難度，基本不影響原高速公路的交通。缺點有：在汽車荷載作用下新舊橋主梁產(chǎn)生不均衡擾度以及加寬橋大于原橋的后期變形．將會造成連接部位瀝青鋪裝層的破壞，從而形 成縱向裂縫和橫橋向錯臺，影響行車舒適及安全和路容美觀，增加后期的養(yǎng)護維修工作．大大增加了維修費用。
在具體構(gòu)造方面有兩種形式．一是用縱向伸縮縫連接．這種做法在歐洲及香港均較為成功。要求橋面鋪裝采用剛性橋面。另一種形式是新舊結(jié)構(gòu)間留一條縱縫，或用鋼板包邊．這種連接形式需要采用剛性路面可以解決啃邊問題，但不能解決新舊橋撓度差的問題，且高速行車時容易打滑降低了行車的安全性。
“上部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)均連接”的方式。該方式的優(yōu)點有：加寬橋與原橋形成完整的一體．減少各種荷 載(包括基礎(chǔ)不均勻沉降、汽車活載、溫度荷載等)作用下新老橋連接處的不均衡變形。缺點有：新橋與原 橋的上部混凝土梁變形(如混凝土收縮、徐變等)不一致，加寬橋基礎(chǔ)沉降大于原橋基礎(chǔ)沉降．由此產(chǎn)生的 附加內(nèi)力較大，易造成下部結(jié)構(gòu)的蓋梁。墩臺連接處產(chǎn)生裂縫。同時上部結(jié)構(gòu)連接處也可能出現(xiàn)裂縫．影 響行車、橋面美觀性．增加維護工作量。而且，下部結(jié)構(gòu)采用植筋技術(shù)工程成本高．植筋時需拆除原橋主梁，對原高速公路交通影響較大．施工也十分繁瑣。如果是在軟上地區(qū)，采用此方式，出現(xiàn)問題的機會將更高。
結(jié) 語
綜上所述。無論采用什么結(jié)構(gòu)形式加寬，新舊結(jié)構(gòu)的連接至關(guān)重要．應(yīng)予充分重視。新舊橋梁結(jié)構(gòu)連接好壞直接影響橋梁的整體性、新舊橋梁的聯(lián)合受力及荷載的重分布，所以要采取相應(yīng)的技術(shù)措施．加強新舊結(jié)構(gòu)的橫向連接．以利于橋梁的整體受力。
